中国科学院生态环境研究中心曲久辉/胡承志团队Water Research：大分子有机物的孔径匹配吸附策略及其污水深度处理规模化应用

文章背景：传统活性炭吸附评价依赖比表面积、碘值等宏观指标，但在实际污水深度处理中，这些参数难以准确反映对大分子有机物（如腐殖质）的去除效果，导致材料选择不合理与运行成本偏高。研究目的：系统揭示活性炭孔结构与吸附性能之间的本质联系，提出“孔径匹配”设计策略，即通过调控介孔体积与孔径分布，实现污染物分子尺寸与吸附孔道的有效匹配。研究结论：研究发现介孔体积与平均孔径是控制大分子有机物吸附能力的核心因素，而非比表面积。基于此理论筛选的煤基活性焦（AC-Coke-I）在3000 m³·d⁻¹中试规模、长达15个月的连续运行中，实现了高效有机物与新兴污染物去除（如抗生素去除率40–80%），且在三次热再生循环后仍保持约65%吸附能力。该研究从机理到工程验证，为活性炭吸附材料的理性设计和污水深度处理规模化应用提供了重要理论依据与技术支撑。